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FM1701中文资料.pdf

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FM1701 通用读卡机芯片 4 5 FM1701 通用读卡机芯片 ............................................................................................1 1 概述 ......................................................................................................................5 结构图 ..................................................................................................................6 2 3 管脚信息 ..............................................................................................................7 3.1 管脚配置..........................................................................................................7 3.2 管脚描述..........................................................................................................8 SOP20 封装..............................................................................................8 3.2.1. 数字接口 ............................................................................................................10 4.1 支持的微处理器接口概述............................................................................10 4.2 自动侦测微处理器接口类型........................................................................10 SPI 接口说明.................................................................................................10 4.3 4.3.1. 读数据.....................................................................................................10 4.3.2. 写数据..................................................................................................... 11 FM1701 寄存器组 .............................................................................................12 5.1 FM1701 寄存器组概述 .....................................................................................12 5.1.1 寄存器位权限..............................................................................................14 5.2 寄存器描述........................................................................................................15 5.2.1 PAGE0:指令和状态寄存器组..................................................................15 5.2.2 PAGE1:控制和状态寄存器组..................................................................21 5.2.3 PAGE2:发射及编码控制寄存器组..........................................................26 5.2.4 PAGE3:接收及解码控制寄存器组..........................................................30 5.2.5 PAGE4:时间及校验控制寄存器组..........................................................35 5.2.6 PAGE5:FIFO,Timer 及IRQ 控制寄存器组..........................................40 5.2.7 预留寄存器组..............................................................................................45 5.2.8 预留寄存器组..............................................................................................46 EEPROM 结构..................................................................................................47 6.1 EEPROM 存储器结构 ..................................................................................47 6.2 寄存器初始值存放区....................................................................................48 6.2.1 寄存器复位初始值存放区.....................................................................48 6.2.2 寄存器复位初始值.................................................................................49 6.2.3 寄存器初始值.........................................................................................50 6.3 密钥存放区....................................................................................................50 6.3.1 密钥格式.................................................................................................50 6.3.2 密钥的存放.............................................................................................51 FIFO...................................................................................................................52 6 7 FMSH仅供沈智华专用
8 9 8.1 7.1 概述..............................................................................................................52 7.2 访问规则........................................................................................................52 7.3 控制 FIFO......................................................................................................53 7.4 FIFO 状态信息..............................................................................................53 FIFO 相关寄存器..........................................................................................53 7.5 中断请求系统 ....................................................................................................54 概述..............................................................................................................54 8.1.1 中断源概述.............................................................................................54 8.2 中断应用........................................................................................................55 8.2.1 控制中断请求及其标识.........................................................................55 8.2.2 访问中断寄存器.....................................................................................55 8.3 IRQ 管脚配置................................................................................................55 8.4 中断相关寄存器............................................................................................56 TIMER...............................................................................................................57 概述..............................................................................................................57 9.1 9.2 TIMER 应用 ..................................................................................................58 9.2.1 控制TIMER............................................................................................58 9.2.2 TIMER 时钟周期.......................................................................................58 9.2.3 TIMER 状态...............................................................................................59 9.3 TIMER 用途 ..................................................................................................59 9.3.1 TIMER-OUT 和WATCH-DOG-COUNTER ..............................................59 9.3.2 STOP WATCH.............................................................................................59 9.3.3 PROGRAMMABLE ONE-SHOT TIMER ...................................................59 9.3.4 PERIODICAL TRIGGER ...........................................................................59 9.4 TIMER 相关寄存器 ......................................................................................60 10 省电工作模式...................................................................................................61 HARD POWER DOWN 模式 ...........................................................................61 10.1 10.2 SOFT POWER DOWN 模式...............................................................................62 10.3 STAND BY 模式..............................................................................................62 10.4 接收器关闭................................................................................................62 启动过程 ............................................................................................................63 11.1 HARD POWER DOWN 阶段.............................................................................63 11.2 复位阶段....................................................................................................63 11.3 初始化阶段................................................................................................64 11.4 初始化 SPI 接口方式....................................................................................64 12 振荡器电路.......................................................................................................65 13 发射管脚 TX2 ..................................................................................................66 13.1 配置 TX2....................................................................................................66 13.2 工作距离与功耗的关系............................................................................67 13.3 脉冲宽度....................................................................................................67 11 FMSH仅供沈智华专用
16.3.1 16.3.2 16.3.3 14 接收电路...........................................................................................................68 14.1 概述................................................................................................................68 14.2 信号接收过程................................................................................................68 14.3 接收器操作....................................................................................................69 14.3.1 Q 时钟自动校准.....................................................................................69 14.3.2 放大器.......................................................................................................69 14.3.3 相关电路...................................................................................................70 14.3.4 求值及数字化电路...................................................................................70 15 串行信号开关...................................................................................................71 15.1 概述................................................................................................................71 15.2 时序信号开关的相关寄存器........................................................................72 16 FM1701 指令集 ...................................................................................................73 16.1 概述................................................................................................................73 16.2 命令行为简介................................................................................................73 16.3 FM1701 命令简介.........................................................................................74 基本说明...............................................................................................74 STARTUP COMMAND 3FHEX ..............................................................76 IDLE COMMAND 00HEX ......................................................................76 16.4 通讯命令........................................................................................................77 TRANSMIT COMMAND 1AHEX ............................................................77 RECEIVE COMMAND 16HEX...............................................................81 TRANSCEIVE COMMAND 1EHEX........................................................85 16.5 E2PROM 访问命令.......................................................................................87 WRITEE2 COMMAND 01HEX...............................................................87 READE2 COMMAND 03HEX ................................................................89 16.6 其他命令........................................................................................................90 LOADCONFIG COMMAND 07HEX......................................................90 CALCCRC COMMAND 12HEX .............................................................91 16.7 命令执行过程中的错误处理........................................................................93 16.8 安全命令........................................................................................................94 LOADKEYE2 COMMAND 0BHEX ........................................................94 LOADKEY COMMAND 19HEX .............................................................95 AUTHENT1 COMMAND 0CHEX...........................................................96 AUTHENT2 COMMAND 14HEX ...........................................................97 17 认证及数据加密传输 ............................................................................................98 17.1 概述................................................................................................................98 17.2 密钥处理........................................................................................................98 17.3 操作三重认证指令........................................................................................99 17.4 认证算法........................................................................................................99 18 典型应用.........................................................................................................100 18.1 电路图..........................................................................................................100 16.8.1 16.8.2 16.8.3 16.8.4 16.4.1 16.4.2 16.4.3 16.5.1 16.5.2 16.6.1 16.6.2 FMSH仅供沈智华专用
18.2.1 18.2.2 18.2 电路描述......................................................................................................101 EMC 低通滤波器...............................................................................101 接收电路.............................................................................................101 18.3 计算天线线圈的电感..................................................................................102 18.3.1 直接连接天线的阻抗匹配.....................................................................103 19 电性能.............................................................................................................104 19.1 极限参数......................................................................................................104 19.2 工作条件......................................................................................................104 19.3 工作电流......................................................................................................105 19.4 管脚特性 .......................................................................................................106 19.4.1 输入管脚特性.........................................................................................106 数字输出管脚特性.............................................................................107 20.4.2 天线驱动管脚输出特性.....................................................................107 20.4.3 19.5 交流电性能 ...................................................................................................108 19.5.1 SPI 接口交流工作说明......................................................................108 19.5.2 时钟频率.................................................................................................109 21 E²PROM 特性 ..................................................................................................110 22 封装 ..................................................................................................................... 111 22.1. SOP20 封装 ................................................................................................. 111 FMSH仅供沈智华专用
1 概述 FM1701 是复旦微电子股份有限公司设计的基于 ISO14443 标准的非接触卡读 卡机专用芯片,采用 0.6 微米 CMOS EEPROM 工艺,支持 13.56MHz 频率下的 typeA 非接触通信协议,支持多种加密算法,兼容 Philips 的 MF RC530(SPI 接口) 读卡机芯片 产品特点: 高集成度的模拟电路,只需最少量的外围线路 操作距离可达 10cm 支持 ISO14443 typeA 协议 内部带有加密单元 支持 SPI 接口模式 包含 512byte 的 EEPROM 包含 64byte 的 FIFO 数字电路具有 TTL/CMOS 两种电压工作模式 软件控制的 power down 模式 一个可编程计时器 一个中断处理器 一个串行输出输入口 启动配置可编程 数字,模拟和发射模块都有独立的电源供电,电压范围从 3V 到 5.5V 发射口采用单端输出 封装形式为 SO20 封装 FMSH仅供沈智华专用
2 结构图 接口控制器 指令控制器 控制寄存器组 FIFO 控制器 EEPROM 接口 EEPROM 单元 加密单元 随机数发生器 中断控制器 计数器 可编程计时器 数据帧产生单元 CRC/奇偶校验 编码译码控制器 串行数据控制器 复位控制单元 时钟产生单元 解 调 控 制 器 发 射 控 制 器 图 2-1:FM1701 结构图 FMSH仅供沈智华专用
3 管脚信息 3.1 管脚配置 粗体字标识的管脚由 AVDD 和 AVSS 电源组供电 粗体框标识的管脚由 TVDD 和 TVSS 电源组供电 其他管脚由 DVDD 和 DVSS 电源组供电 RSTPD OSCOUT OSCIN IRQ TVDD TX2 TVSS NC DVSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 MISO 10 20 VMID 19 RX 18 AVSS 17 AUX 16 AVDD 15 DVDD 14 SCK 13 MOSI 12 NSS 11 NC 图 3-1:FM1701 管脚配置(SOP20 封装) FMSH仅供沈智华专用
3.2 管脚描述 3.2.1. SOP20 封装 引脚序号 引脚名称 类型 引脚描述 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 RSTPD OSCOUT OSCIN IRQ TVDD I O I O 复位及掉电信号:高电平时复位内部电路, 晶振停止工作,内部输入管脚和外部电路隔 离;下沿触发内部复位程序 晶振输出 晶振输入:fosc = 13.56MHz 中断请求:输出中断源请求信号 发射器电源:提供 TX2 的输出能量 TX2 PWR 发射口 2:输出经过调制的 13.56MHz 信号 TVSS O 发射器地 NC PWR 固定接低电平 DVSS PWR 数字地 MISO NC I I 主入从出:SPI 接口下数据输出 固定接低电平 NSS PWR 接口选通:选通 SPI 接口模式 MOSI O 主出从入:SPI 接口下数据输入 SCK DVDD AVDD AUX I I I I 串行时钟:SPI 接口下时钟信号 数字电源 模拟电源 模拟测试信号输出:输出模拟测试信号,测 试信号由 TestAnaOutSel 寄存器选择 AVSS PWR 模拟地 FMSH仅供沈智华专用
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